Geoptimaliseerde ontwerp van intelligente energiebewakingssystemen voor gedistribueerde generatie

Tegen de achtergrond van de globale energietransitie wordt gedecentraliseerde opwekking steeds belangrijker als onderdeel van de elektriciteitsvoorziening. Met de voortdurende vooruitgang in hernieuwbare-energietechnologieën heeft de wijdverspreide toepassing van gedecentraliseerde energiebronnen zoals zonne- en windenergie nieuwe impulsen gegeven aan de realisatie van een lage-koolstofeconomie. Dit model verhoogt de efficiëntie van energiegebruik, vermindert transmissieverliezen en verbetert de flexibiliteit en betrouwbaarheid van elektriciteitsnetwerken.

Volgens de theorie van elektriciteitsnetwerken hangt de betrouwbaarheid en stabiliteit van het netwerk sterk af van het effectieve beheer van verschillende opwekkingsbronnen. De complexiteit van moderne elektriciteitsnetwerken vereist nauwkeuriger controle en dispatch binnen gedecentraliseerde opwekkingomgevingen, vooral gezien de toenemende belastingschommelingen en onzekerheden in de bronnen. Om deze uitdagingen te tackelen, zijn slimme elektriciteitsmonitoringsystemen ontstaan die gebruik maken van geavanceerde informatietechnologie en communicatietechnologie om real-time monitoring en dynamische aanpassing van energiebronnen mogelijk te maken. Dit artikel verkent het ontwerp van slimme elektriciteitsmonitoringsystemen en geoptimaliseerde controle in gedecentraliseerde opwekking, met als doel bij te dragen aan de energietransitie en het behalen van duurzaamheidsdoelstellingen.

1. Elektriciteitsmonitoring
Elektriciteitsmonitoring is een cruciale benadering voor real-time toezicht, dataverzameling en analyse van de werking van elektriciteitsnetwerken, met als doel de veiligheid, betrouwbaarheid en efficiëntie van elektriciteitsnetwerken te waarborgen. Een elektriciteitsmonitoringsysteem bestaat voornamelijk uit dataverzamelingsunits, datatransmissienetwerken, monitorings- en beheersplatforms, en alarm- en responsmechanismen. Dataverzamelingsunits verzamelen operationele gegevens van diverse elektriciteitsapparatuur—zoals generatoren, transformatoren en distributieapparatuur—inclusief belangrijke parameters zoals spanning, stroom, frequentie en cosinus phi.

De verzamelde gegevens worden vervolgens via stabiele en veilige communicatienetwerken (bijvoorbeeld glasvezel, draadloze transmissie) naar het monitoringcentrum overgebracht. Een efficiënt datatransmissienetwerk garandeert de tijdigheid en integriteit van informatie, waardoor een betrouwbare basis wordt geboden voor latere analyse. Het monitorings- en beheersplatform voert real-time monitoring en analyse van de verzamelde gegevens uit, gebruikmakend van technologieën zoals big data-analyse en cloudcomputing om visualisatieinterfaces en beslissingsondersteuning te bieden, waarmee operators effectieve beslissingen kunnen nemen.

2. Systeemontwerp

2.1 Systeemarchitectuur

De architectuur van het slimme elektriciteitsmonitoringsysteem wordt weergegeven in Tabel 1.

In de architectuur van het slimme elektriciteitsmonitoringsysteem vullen de functies van elke laag elkaar aan met hun respectieve sleuteletechnologieën, waardoor een efficiënt operatiekader wordt gevormd. De perceptielayer verzamelt real-time gegevens via sensoren en slimme meters, waarmee de basis en voorwaarde voor systeemfuncties wordt gevormd. De nauwkeurigheid en tijdigheid van de gegevens hebben direct invloed op de kwaliteit van latere analyses.

De netwerklayer fungeert als een gegevensoverdrachthub, gebruikmakend van geavanceerde technologieën zoals glasvezel en draadloze communicatie om ervoor te zorgen dat gegevens snel en betrouwbaar naar het monitoringcentrum worden overgebracht. Het moet ook de integriteit en veiligheid van de gegevens waarborgen, voorkomend dat er tijdens de overdracht verlies of manipulatie optreedt. De toepassingslayer is verantwoordelijk voor grondige gegevensanalyse en visualisatie, gebruikmakend van geavanceerde gegevensverwerkingsalgoritmen en big datatechnologieën om enorme datasets om te zetten in waardevolle inzichten, waarmee managers accurate beslissingen kunnen nemen.

2.2 Hardwareselectie

De systeemhardwarecomponenten en hun belangrijkste prestatieparameters staan in Tabel 2.

2.3 Gegevenscommunicatiestrategie

2.3.1 Gegevensverzameling en -overdracht

Gegevensverzameling en -overdracht zijn kerncomponenten van het slimme elektriciteitsmonitoringsysteem, die direct invloed hebben op de real-time prestaties en effectiviteit van het systeem. In dit proces verzamelen diverse sensoren en monitoringapparatuur in de perceptielayer belangrijke operationele gegevens van het elektriciteitsnetwerk—zoals spanning, stroom, vermogen en frequentie—evenals operationele statusinformatie van gedecentraliseerde opwekkingbronnen.

Om de nauwkeurigheid van de gegevens te waarborgen, moeten de verzamelingsapparaten hoge precisie en hoge betrouwbaarheid bezitten [10]. Na verzameling worden de gegevens overgebracht naar de netwerklayer, voornamelijk gebruikmakend van moderne communicatietechnologieën zoals glasvezelcommunicatie, draadloze communicatie en Internet of Things (IoT)-technologieën. Glasvezelcommunicatie, met zijn hoge bandbreedte en lage latentie, is geschikt voor grootschalige gegevensoverdrachtscenario's. Draadloze communicatie biedt flexibiliteit en gemak, en dekt effectief diverse monitoringpunten via draadloze signalen.

2.3.2 Beveiligingsmaatregelen

In slimme elektriciteitsmonitoringsystemen vormen beveiligingsmaatregelen zoals gegevensversleuteling, netwerkbeveiliging en toegangscontrole een meerdere lagen tellend beveiligingskader. Dit kader vermindert effectief externe aanvallen en interne risico's, waardoor een veilige basis wordt gelegd voor de implementatie van slimme elektriciteitsbeheer. Het implementeren van sterke versleutelingsalgoritmen tijdens gegevensoverdracht voorkomt dat gegevens worden onderschept of gemanipuleerd. Het gebruik van symmetrische versleutelingsalgoritmen zoals de Advanced Encryption Standard (AES) zorgt ervoor dat alleen gebruikers met de juiste ontcijferingscode toegang krijgen tot de gegevens, waardoor de integriteit en vertrouwelijkheid van gevoelige informatie wordt beschermd en ervoor wordt gezorgd dat de gegevens tijdens de overdracht ongewijzigd blijven. Wat betreft netwerkbeveiliging, neemt het aaneengesloten netwerk van meerdere apparaten en systemen significant het risico van cyberaanvallen. Daarom stellen de inzet van beveiligingsapparaten zoals firewalls, Intrusion Detection Systems (IDS) en Intrusion Prevention Systems (IPS) in staat om netwerkverkeer in real-time te monitoren, verdachte activiteiten te identificeren en te blokkeren, waardoor malafide aanvallen het systeem niet kunnen beïnvloeden en de algemene beveiliging wordt versterkt. Toegangscontrole en authenticatiemechanismen, zoals Role-Based Access Control (RBAC), zorgen ervoor dat alleen geautoriseerde gebruikers specifieke systeemfuncties en gegevens kunnen toegang, wat het risico op interne gegevenslekken vermindert, de systeembeveiliging verbetert en effectief ongeautoriseerde toegang voorkomt.

3. Onderzoeksmethodologie

3.1 Onderzoeksontwerp

Dit onderzoek maakt gebruik van een gecombineerde benadering van experimentele en simulatiemethoden, waarbij echte elektriciteitsmarktgegevens worden geïntegreerd met gesimuleerde elektriciteitsvraag om meerdere experimentele scenario's te construeren.

Deze scenario's maken uitgebreid testen en evalueren van het systeem mogelijk. In het experimenteel ontwerp richt de evaluatie van systeemprestaties zich voornamelijk op metrieken zoals schema-efficiëntie, resourcegebruik en responstijd. Door verschillende belastingen, resourceallocaties en opwekkingsmodi te configureren, wordt de prestatie van het systeem onder diverse werkingsomstandigheden gesimuleerd. Veiligheids-evaluatie richt zich daarentegen op de veerkracht van het systeem tegen onverwachte gebeurtenissen zoals cyberaanvallen, systeemfouten en gegevenslekken.

Om de prestaties van het slimme elektriciteitsmonitoringsysteem volledig te beoordelen, werd een wetenschappelijk evaluatiekader en indicatorstelsel ontworpen, dat prestatie-indicatoren omvat—waaronder responstijd, planningssuccespercentage, resourcegebruik en systeemstabiliteit—en beveiligingsindicatoren—zoals intrusiedetectiepercentage, kwetsbaarheidsrepairtijd en gegevensversleutelingssterkte.

3.2 Prestatie-evaluatie

De prestatie-evaluatie van het slimme elektriciteitsmonitoringsysteem in de geoptimaliseerde controle van gedecentraliseerde opwekking staat in Tabel 3.

De beveiligings-evaluatiemetrica in Tabel 4 bieden uitgebreide beschermingsmaatregelen voor het slimme elektriciteitsmonitoringsysteem. Deze metrica omvatten aspecten zoals gegevensversleuteling, intrusiedetectie, toegangscontrole, kwetsbaarheidsreparatie en malwarebescherming, waardoor het systeem effectief kan reageren op potentiële bedreigingen, waaronder cyberaanvallen, gegevenslekken en kwaadwillige software.

Bijvoorbeeld, vereist het gegevensversleutelniveau het gebruik van AES-256 of hogere versleutelingsnormen om de veiligheid van gegevensoverdracht en -opslag te waarborgen; het doel voor het intrusiedetectiepercentage is boven de 95%, waardoor het systeem prompt kan identificeren en reageren op abnormale toegang of aanvalsgedrag. De effectiviteit van toegangscontrole moet 100% compliance bereiken, waardoor het beheer van gebruikerstoestemmingen strikt aan beveiligingsbeleid voldoet. Het doel voor de kwetsbaarheidsreparatietijd is binnen 24 uur, waardoor geïdentificeerde kwetsbaarheden snel kunnen worden opgelost.

4. Experimentele resultaten

4.1 Prestatietestresultaten

De prestatietestresultaten staan in Tabel 5.

In deze prestatietest presteerden alle systeemmetrica goed, voldeden of overtroffen de vooraf ingestelde doelwaarden. De responstijd van het systeem was 1.8 s, voldoende aan de <2.0 s eis, wat wijst op een hoge plannings-efficiëntie. De gegevensverwerkingsnelheid bereikte 2.200 records per seconde, overtreffend de 2.000 records/s eis, wat een sterke real-time gegevensverwerkingscapaciteit aantoont. De systeembeschikbaarheid was 99.98%, hoger dan de 99.95% doelstelling, wat uitstekende stabiliteit en betrouwbaarheid aantoont. Het energieverliespercentage was 2.5%, onder de 3.0% doelstelling, waardoor de efficiëntie van de elektriciteitsverdeling werd geoptimaliseerd. Het optimalisatieplanningsuccespercentage bereikte 92%, wat effectief de planningsdoelstellingen van het systeem ondersteunt. Fouthersteltijd en resourcegebruik waren 4 minuten en 87% respectievelijk—beide overtreffen de vastgestelde normen—wat de snelle herstelcapaciteit van het systeem bij fouten en efficiënte resourcegebruik aantoont. De resultaten duiden erop dat het slimme elektriciteitsmonitoringsysteem een sterke algehele prestatie vertoont in de geoptimaliseerde controle van gedecentraliseerde opwekking.

4.2 Beveiligingstestresultaten

De beveiligingstestresultaten staan in Tabel 6.

Beveiligingsindicator	Testwaarde	Doelwaarde	Evaluatie-resultaat
Gegevensversleutelniveau	AES - 256	AES - 256 of hoger	Volgens norm
Intrusiedetectiepercentage	97%	Steun ons​ Steun ons​ Geef een fooi en moedig de auteur aan Onderwerpen: Ontwerp en simulatie Stroommonitoringssysteem Over experts Dyson China Expertisegebied Electrical Standards Professioneel artikel 82 Contact​ Steun ons​ Consult Tip Aanbevolen Meer Minimum bedrijfsspanning voor vacuümschakelaars Minimume bedrijfsspanning voor trip- en close-operaties in vacuümschakelaars1. InleidingWanneer je de term "vacuümschakelaar" hoort, kan dat onbekend klinken. Maar als we zeggen "schakelaar" of "stroomschakelaar", zullen de meeste mensen weten wat het betekent. Vacuümschakelaars zijn namelijk belangrijke componenten in moderne stroomsysteemen, verantwoordelijk voor het beschermen van circuits tegen schade. Vandaag gaan we een belangrijk concept verkennen — de minimume bedrijfsspanning voor trip- Dyson 10/18/2025 Efficiënte optimalisatie van hybride wind-zonnepanelen systeem met opslag 1. Analyse van de kenmerken van wind- en zonne-photovoltaïsche energieopwekkingHet analyseren van de kenmerken van wind- en zonne-photovoltaïsche (PV) energieopwekking is fundamenteel voor het ontwerpen van een complementair hybride systeem. Statistische analyse van jaarlijkse windsnelheid- en zonnestralingsgegevens voor een specifieke regio toont aan dat windbronnen seizoensgebonden variatie vertonen, met hogere windsnelheden in de winter en lente en lagere snelheden in de zomer en herfst. De w Dyson 10/15/2025 Wind-Zonne Energie Gevoed IoT Systeem voor Real-Time Waterleiding Monitoring I. Huidige situatie en bestaande problemenMomenteel hebben waterbedrijven uitgebreide netwerken van waterleidingen die ondergronds zijn gelegd in stedelijke en landelijke gebieden. Realtime monitoring van de leidingoperatiedata is essentieel voor effectief beheer en controle van waterproductie en -distributie. Daarom moeten er talrijke datamonitoringsstations langs de leidingen worden opgericht. Echter, stabiele en betrouwbare energiebronnen in de buurt van deze leidingen zijn zeldzaam. Zelfs wa Dyson 10/14/2025 Hoe een AGV-gebaseerd intelligent magazijnssysteem opbouwen Intelligent Warehouse Logistics System Based on AGVMet de snelle ontwikkeling van de logistieke sector, toenemende grondschaarste en stijgende arbeidskosten, staan opslagplaatsen, die dienen als belangrijke logistieke knooppunten, voor significante uitdagingen. Terwijl opslagplaatsen groter worden, neemt de frequentie van operaties toe, de complexiteit van informatie groeit en het ophaalwerk meer veeleisend wordt, is het bereiken van lage foutpercentages en lagere arbeidskosten terwijl de algehe Dyson 10/08/2025 Over experts Dyson China Expertisegebied Elektrische normen Professioneel artikel 82 Contact​ Steun ons​ Zoek experts en partners voor net- en energiesystemen Verzoek tot offerte Uw naam Uw telefoon Uw e-mailadres Uw land Uw bericht Nu verzenden Downloaden IEE-Business-toepassing ophalen Gebruik de IEE-Business app om apparatuur te vinden, oplossingen te verkrijgen, experts te verbinden en deel te nemen aan industrieel samenwerkingsprojecten overal en op elk moment volledig ondersteunend de ontwikkeling van uw energieprojecten en bedrijfsactiviteiten